Penisilinin keşfi ve antibiyotik çağına giriş

Sir Alexander Fleming.  Kaynak Wikimedia Commons CC BY 4.0

Antibiyotikler, çeşitli mikroorganizmaların gelişimini engelleme veya yok etme yeteneğine sahip kimyasal maddelerdir. Antibiyotik çağı, Alexander Fleming’in (1881-1955), 1928 yılında penisilini keşfetmesiyle başladı.

Louis Pasteur, laktik asidin fermentasyonu (1857) adlı çalışmasında, antimikrobik etkiler gösterme yeteneğinde olan bazı maddelerin varlığından söz etmişti. Onun anthrax basili ile yaptığı deneyler (1877), bakterilere karşı etkinin ilk kez açık olarak gösterilmesiydi.

Alexander Fleming’in arkadaşına hediye ettiği penicillium küfü, 1935. Wikimedia Commons (CC-NC-SA)

Fakat gerçek anlamda antibiyotik çağı, Alexander Fleming’in, 1928 yılında penisilini keşfetmesiyle başladı. Keşfiyle ilgili makalesini 1929 yılında yayınlayan Fleming’e göre, Penicillium notatum küfünün salgıladığı maddeler, stafilokok mikroplarının çözülmesini sağlıyordu.

Alexander Fleming, Howard Florey ve Ernst Chain, penisilinle ilgili olarak gerçekleştirdikleri araştırmalarda gösterdikleri başarı nedeniyle 1945 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü paylaştılar.

Alexander Fleming, Londra’da St. Mary Hastanesi’ndeki çalışmaları sırasında, kültür üretme kaplarında streptokokların, penicillium adlı bir yeşil küfün etrafında bir boşluk bırakarak ürediklerini gördü. Bunun anlamı küfün streptokokların üretimini engelliyor olmasıydı. Fleming penisilinle ilgili gözlem ve deney sonuçlarını 1929 yılında The British Journal of Experimental Pathology dergisinde (cilt X, Haziran, s. 226-236) yayınlanan “On the antibacterial action of cultures of a penicillium” (Penicillium kültürünün antibakteriyel etkisi üzerine) başlıklı makalesinde açıkladı. Fleming deneylerini daha sonra da sürdürdü fakat penisilini bakteriyel hastalıklarda kullanılabilir bir ilaç durumuna getiremedi.

(Ayaktakiler soldan sağa) S. Waksman, H. Florey, E. Chain, A. Gratia, (oturanlar soldan sağa) P. Fredericq and Maurice Welsch (Oxford) CC-BY 4.0 Wikimedia Commons

Bu tarihten on yıl sonra Oxford Üniversitesi’nden Howard Florey ve Ernst Chain yönetimindeki patoloji grubu, penisilinle ilgili bu çalışmayı yeniden başlattı. Grup yaptığı bazı deneyler sonucunda, penisilin adı verilen etkin maddeyi 1939 yılında saflaştırmayı başardı. Daha sonra fareler üzerinde bu maddeyi denediler. Ölümcül dozda streptokokla enfekte edilmiş farelerden penisilin verilmeyenler birkaç saat içinde öldüler, penisilin verilen farelerin ise hepsi hayatta kaldı. Böylece penisilinin tedavi edici özelliği kesinlik kazanmış oldu.

Fleming, penisilinin antibakteriyel etkisini ilk kez fark eden bakteriyologdu. Penisilini kullanılabilir ve etkin bir iyileştirici ilaç haline getirenler ise Florey ve Chain olmuştu. Fakat onların katkıları kısa bir süre sonra unutuldu ve penisilinin keşfinde sadece Fleming’in adı anılmaya başlandı.

Penisilinin ilk yıllarından gazete haberi. Başlık: “PENİSİLİN: Küften Yeni Mucizevi İlaç” 

İlk defa 1941 yılında salgın ve enfekte hastalıkların tedavisinde uygulanmaya başlanan penisilin, İkinci Dünya Savaşı boyunca yoğun olarak kullanıldı. ABD’de 1943 yılının ilk beş ayında 400 milyon birim penisilin üretilmişti. İkinci Dünya Savaşı’nın sonuna kadar ABD ilaç firmalarının aylık penisilin üretimi 650 milyon birimi buluyordu. 1940’lı yılların sonlarında penisilin artık başta frengi, zatürree, menenjit olmak üzere birçok bakteri hastalıklarının tedavisinde kullanılan başlıca ilaç durumuna gelmişti.

Penisilin reklamı: “Penisilin bel soğukluğunu 4 saatte iyileştiriyor. Doktorunuzu bugün görün.”  Wikimedia Commons

Penisilinin antibakteriyel etkileme mekanizması, uygulamasının başlamasından sonra anlaşılabildi. Penisilin, bakterilerin hücre duvarı yapımını engelleyerek onları yok ediyordu.

Penisilinin keşfi, diğer antibakteriyel maddelerin araştırılmasına da ivme kazandırdı. Örneğin tüberküloz basiline karşı streptomisin 1943’te ve daha geniş bir bakteri spektrumuna karşı etkili olan kloromisetin ise 1947’de geliştirildi.

Streptomisinin keşfi

New Jersey’deki Rutgers Tarım Koleji’nde çalışan Selman Waksman, 1940 yılında lisansüstü öğrencileriyle birlikte bazı küfleri antibiyotik özellikleri açısından tarama yöntemleri geliştirmişti. Bu çalışmalar sırasında Waksman’ın lisansüstü öğrencisi Albert Schatz, Streptomyces griseus adlı bir küfün, tüberküloz bakterilerinin antagonisti olduğunu keşfetti. Schatz büyük miktarlarda Streptomyces üretme yöntemleri geliştirdi ve 1943 yılında tüberküloz bakterilerini önleyici madde olan streptomisini kültürlerden izole etmeyi başardı.  Schatz ve Waksman gözlem sonuçlarını ve keşifleri hakkındaki bilgileri içeren makalelerini 1944 yılında  Elizabeth Bugie ile birlikte “Streptomycin; A Substance Exhibiting Antibiotic Activity Against Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria” (Gram-pozitif ve gram-negatif bakterilere karşı antibiyotik etki gösteren Streptomycin) başlığıyla Proceeding of the Society for Experimental and Biological Medicine dergisinde (sayı 55, s. 66-69) yayınladılar.

Elizabeth Bugie, kızı Eileen Gregory’nin arşivinden (Kaynak: Scientista )

Streptomisin 1945’te tüberküloz tedavisinde kullanılmaya başlandı. Waksman bu keşfinden dolayı 1952’de Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü aldı. Fakat Albert Schatz ve Elizabeth Bugie ödüle dahil edilmediler. (Streptomisinin keşfinde de başka birçok bilimsel keşifte olduğu gibi kadın bilimcilerin rollerinin geri plana itildiğini görüyoruz. Elizabeth Bugie’nin streptomisinin keşfindeki katkısı için bakınız).  Streptomisin, tüberkülozun kontrol altına alınmasını sağladı ve senatoryumları gereksiz kılarak bu tedavi kurumlarının ortadan kalkmasına yol açtı.

İnsanlık tarihi, büyük salgın hastalıklardan ayrı düşünülemez. Salgın ve enfekte hastalıkların yarattığı sonuçlar yüzünden birçok tarihsel sürecin ve olayların seyri değişmiştir. Salgın hastalıklardan ölen insanların sayısı, ilkçağlardan günümüze savaşlarda ölenlerin sayısından onlarca kat daha fazladır. Başta penisilin olmak üzere antibiyotikler milyonlarca insanın hayatını kurtarmıştır. Bugün ortalama yaşam süresi, 150 yıl önceki ortalama yaşam süresinin iki katına çıkmış durumda. Bunun başlıca nedeni, anestezi (1846) ve antisepsi (1865) araç ve yöntemlerinin geliştirilmesinin ve elbette genel refah koşullarının iyileşmesinin yanı sıra antibiyotiklerin kullanılmaya başlanmış olmasıdır.

Penisilinin keşfini, önemli bir tıbbi başarı öyküsünün ötesinde büyük bir toplumsal dönüştürücü ve böylece yeni bir çağın başlatıcısı olarak görebiliriz.

Osman Bahadır

Yararlanılan kaynaklar:
-F. Bynum; E. J. Browne; Roy Porter (ed.): Macmillan Dictionary of The History of Science, Macmillan Reference Books, New York, 1989.
-Irwin W. Sherman; Dünyamızı Değiştiren On İki Hastalık, Çevirmenler; Emel Tümbay, Mine Anğ Küçüker, Türkiye İş Bankası Kültür Yayınları, İstanbul, 2019.
-Jean Theodorides; Histoire de la biologie, Que sais-je?, puf, Paris, 2000.

Önceki İçerikOsmanlıda Enflasyon
Sonraki İçerikÇocuklarda Müzik Algısı
Avatar photo

İTÜ Maden Fakültesi Petrol Mühendisliği Bölümü’nden mezun oldu. Boğaziçi Üniversitesi Tarih Bölümü’nden yüksek lisans derecesi aldı. Denis Diderot (Paris VII) Üniversitesi Bilimler ve Teknikler Tarihi ve Epistemoloji Bölümü’nden DEA derecesi aldı. 1991-1994 yılları arasında 30 sayı aylık Bilim Tarihi dergisini çıkardı. 2004-2011 yılları arasında İTÜ’de Bilim ve Teknoloji Tarihi dersi verdi. Bilim tarihi üzerine 18 kitabı yayınlandı.

Kitaplarından bazıları:  Bilim Cumhuriyetinden Manzaralar (2000), Cumhuriyetin İlk Bilim Dergileri ve Modernleşme (2001), Matematikte Bir Öncü Kerim Erim (2006), Türkiye’de Üniversite Anlayışının Gelişimi 1861-1961 (2007), Türkiye’de Temel Bilimlerde İlk Araştırmacılar (2007), Osmanlılardan Cumhuriyete Bilim (2012), Bilimde Öncü Kadınlar (2013), Osmanlılardan Cumhuriyete Sekülerleşme (2017), Osmanlılardan Cumhuriyete Elektrik (2020).